Removal of Glyphosate from Water by Adsorption Using the Zeolitic Imidazolate Framework ZIF-8: Characterization of Equilibrium Isotherms and Adsorption Kinetics.
ACS Omega · 2026 · 11:19470-19481 · PMID 41939300 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 환경과 생태 > 토양 거동 · 환경시료
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글리포세이트는 음이온성 유기인계 제초제로, 다른 신흥 오염물질(ECs)과 함께 지표수에서 빈번하게 검출된다. 이들의 환경 영향을 줄이기 위해서는 효과적인 제거 전략이 필수적이다. 본 연구에서는 탁월한 다용성으로 최근 주목받고 있는 금속유기골격체(MOF)인 제올라이트 이미다졸레이트 골격-8(ZIF-8)을 합성하고, 이를 이용하여 수성 시스템으로부터 글리포세이트를 흡착 방식으로 제거하는 데 적용하였다. ZIF-8 입자는 아연 질산염 육수화물(metal source), 2-메틸이미다졸(ligand), 그리고 메탄올(solvent)을 사용하여 합성되었다. ZIF-8은 XRD, BET, 제타 전위 및 FTIR 분석을 통해 특성화되었다. 흡착 데이터는 Langmuir 모델과 Freundlich 모델 모두에 의해 잘 설명되었으며($R^2 = 0.99$), 이는 단층 및 다층 흡착 메커니즘의 기여를 나타낸다. Langmuir 모델에 따르면, 최대 흡착 용량은 308 K에서 67.67 mg/g이었다. 흡착 메커니즘은 물리흡착과 화학흡착의 조합을 포함하였으며 공존하는 염화 이온의 영향을 받았다. 열역학적 분석 결과, 글리포세이트 흡착은 흡열 과정이며 글리포세이트와 ZIF-8 간의 화학적 상호작용을 수반함을 나타냈다. FTIR 스펙트럼은 흡착 후 인산기(phosphoryl group)에 해당하는 새로운 밴드를 보여주어 글리포세이트 결합을 확인하였다. 전반적으로, 본 연구는 ZIF-8이 ECs 제거를 위한 유망한 흡착제임을 입증하며 환경 보호를 위한 효과적인 전략을 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate, an anionic organophosphorus herbicide, is frequently detected in surface waters alongside other emerging contaminants (ECs). Effective removal strategies are essential to reduce their environmental impact. This study synthesized a metal organic framework (MOF) called Zeolitic Imidazolate Framework-8 (ZIF-8), a material recently recognized for its exceptional versatility, and employed it for the removal of glyphosate from aqueous systems via adsorption. ZIF-8 particles were synthesized using zinc nitrate hexahydrate as the metal source, 2-methylimidazole as the ligand, and methanol as the solvent. ZIF-8 was characterized by XRD, BET, zeta potential, and FTIR. Adsorption data were well described by both Langmuir and Freundlich models (R 2 = 0.99), indicating contributions from monolayer and multilayer adsorption mechanisms. The maximum adsorption capacity was 67.67 mg/g at 308 K according to the Langmuir model. The adsorption mechanism involved a combination of physisorption and chemisorption and was influenced by coexisting chloride anions. Thermodynamic analysis indicated that glyphosate adsorption is endothermic and involves chemical interactions between glyphosate and ZIF-8. FTIR spectra showed new bands corresponding to the phosphoryl group after adsorption, confirming glyphosate binding. Overall, this study demonstrates that ZIF-8 is a promising adsorbent for the removal of ECs, offering an effective strategy for environmental protection.| 저자 | Pelisser, C.; Colpani, G. L.; Orso, V. T.; Leite, D. C.; Scapinello, J.; de Lannoy, C. F.; Eiras, D. |
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| 저널 | ACS omega |
| 권·호·쪽 | 11(12), 19470-19481 |
| PMID | 41939300 |
| DOI | 10.1007/s11356-021-14609-8 |